如图所示,质量为m的密度计,上部粗细均匀,横截面积为S,漂浮在密度为 的液体中.现将密度计轻轻按下一段后放手,密度计上、下起伏.若不计液体的阻力,试证明密度计做的是简谐振动.
出题目的:考查对简谐运动公式及特点的理解.
解:简谐振动的重要特征是回复力大小与位移大小成正比,与位移方向相反.若密度计的振动也具有此特征,即可证明密度计做的是简谐振动.
取向下为x正方向,液面为平衡位置.密度计静止时,受重力mg和浮力 .
∴ ——密度计静止时浸没在液体中的体积.
当密度计向下位移为x时,所受浮力为:
当密度计向上位移为-x时,所受浮力为:
∴密度计所受回复力 ,其中 .密度计的振动是简谐振动。
出题目的:考查对简谐运动公式及特点的理解.
解:简谐振动的重要特征是回复力大小与位移大小成正比,与位移方向相反.若密度计的振动也具有此特征,即可证明密度计做的是简谐振动.
取向下为x正方向,液面为平衡位置.密度计静止时,受重力mg和浮力 .
∴ ——密度计静止时浸没在液体中的体积.
当密度计向下位移为x时,所受浮力为:
当密度计向上位移为-x时,所受浮力为:
∴密度计所受回复力 ,其中 .密度计的振动是简谐振动。